Neuronal pentraxin 1 negatively regulates excitatory synapse density and synaptic plasticity

In mature neurons, the number of synapses is determined by a neuronal activity-dependent dynamic equilibrium between positive and negative regulatory factors. We hypothesized that neuronal pentraxin (NP1), a proapoptotic protein induced by low neuronal activity, could be a negative regulator of synapse density because it is found in dystrophic neurites in Alzheimer's disease-affected brains. Here, we report that knockdown of NP1 increases the number of excitatory synapses and neuronal excitability in cultured rat cortical neurons and enhances excitatory drive and long-term potentiation in the hippocampus of behaving mice. Moreover, we found that NP1 regulates the surface expression of the Kv7.2 subunit of the Kv7 family of potassium channels that control neuronal excitability. Furthermore, pharmacological activation of Kv7 channels prevents, whereas inhibition mimics, the increase in synaptic proteins evoked by the knockdown of NP1. These results indicate that NP1 negatively regulates excitatory synapse number by modulating neuronal excitability and show that NP1 restricts excitatory synaptic plasticity

Pentraxina Neuronal i la toxicitat sinàptica en la malaltia d'Alzheimer, La

TESI:L'objectiu general del projecte de tesi és estudiar la implicació de la NP1 en el procés de mort neuronal programada i en el dany sinàptic induïts per beta-amiloid en la malaltia d'Alzheimer.Està descrit que l'acumulació de beta-amiloid juga un paper central en la pèrdua progressiva de sinapsis, el dany neurític i la mort neuronal característiques de la malaltia d'Alzheimer. Els mecanismes mitjançant els quals el pèptid beta-amiloid indueix aquesta neurotoxicitat encara romanen desconeguts.Ens basem en la hipòtesi de que les proteïnes del programa de mort cel·lular formen part del mecanisme molecular de neurodegeneració. Així, ens vam centrar a estudiar si la neurotoxicitat de beta-amiloid depèn de l'expressió de NP1, una proteïna implicada en la remodelació de sinapsis excitadores i que s'ha demostrat recentment que participa també en el procés de mort que s'indueix per reducció d'activitat en neurones granulars de cerebel madures (DeGregorio-Rocasolano et al., J.Biol..Chem., 2001, Jan 5;276 (1):796-803; Enguita et al., Mol.Pharm., 2005, 67(4):1237-46).Els resultats obtinguts són que el tratactament amb beta-amiloide de les neurones corticals en cultiu indueix un increment dels nivells de la proteïna NP1 abans de que la mort apoptòtica sigui significativa i que el silenciament de l'expressió de NP1 mitjançant la utilització d'ODNs antisentit i mitjançant ARN d'interferència bloqueja la pèrdua de sinapsis, la reducció del creixement neurític i l'apoptosi induïda pel tractament amb beta-amiloid. Aquestes dades indicarien que la NP1 és necessària per la toxicitat induïda per beta-amiloid. La sobre-expressió del transgen de NP1 induïda per la transducció amb lentivirus reprodueix els efectes tòxics de beta-amiloid. A més, trobem que la NP1 està incrementada en les neurites distròfiques en els cervells de pacients amb la malaltia d'Alzheimer esporàdica d'aparició tardana. Assaigs d' immunohistoquímica doble contra NP1 i la proteïna Tau van mostrar que la NP1 co-localitza amb els dipòsits de Tau en les neurites distròfiques. També observem que la NP1 co-localitza amb SNAP-25 (synaptosomal-associated protein of 25kDa) a la majoria de les neurites distròfiques que es troben al voltant de les plaques d'amiloid. La NP1 també es troba incrementada en els processos neuronals que estan localitzats al voltant dels dipòsits de beta-amiloid en ratolins transgènics APP/PS1 (proteïna precursora amiloidea/presenilina 1 mutants). Aquests resultats confirmen que la NP1 co-localitza amb proteïnes sinàptiques en les neurites distròfiques, y en base a això, ens vàrem preguntar si la NP1 és capaç de regular la sinaptogènesi. Utilitzant els vectors lentivirals per a silenciar l'expressió de NP1 mitjançant ARN d'interferència en les cèl·lules corticals vam veure que la reducció dels nivells de NP1 indueix un increment de sinaptofisina, proteïna pre-sinàptica associada a vesícules, i de PSD-95, proteïna de la densitat post-sinàptica de sinapsis excitadores. Vam voler estudiar el resultat funcional d'aquest increment en el nombre de sinapsis excitadores i per això vam analitzar els nivells de calci intracel·lular. Vam veure que les neurones amb NP1 silenciada presenten unes oscil·lacions majors de la concentració intracel·lular de calci respecte les neurones control, el que indicaria que el silenciamient de NP1 fa que les neurones siguin més excitables. Aquests resultats demostren que la NP1 és un factor clau en la pèrdua sinàptica, el dany neurític i la mort neuronal apoptòtica induïda per beta-amiloid i indiquen que beta-amiloid contribueix a la malaltia d'Alzheimer mitjançant la regulació de l'expressió de NP1 i que la NP1 està implicada en sinaptogènesi

La Pentraxina Neuronal i la toxicitat sinàptica en la malaltia d'Alzheimer

[cat] TESI: L'objectiu general del projecte de tesi és estudiar la implicació de la NP1 en el procés de mort neuronal programada i en el dany sinàptic induïts per beta-amiloid en la malaltia d'Alzheimer. Està descrit que l'acumulació de beta-amiloid juga un paper central en la pèrdua progressiva de sinapsis, el dany neurític i la mort neuronal característiques de la malaltia d'Alzheimer. Els mecanismes mitjançant els quals el pèptid beta-amiloid indueix aquesta neurotoxicitat encara romanen desconeguts. Ens basem en la hipòtesi de que les proteïnes del programa de mort cel·lular formen part del mecanisme molecular de neurodegeneració. Així, ens vam centrar a estudiar si la neurotoxicitat de beta-amiloid depèn de l'expressió de NP1, una proteïna implicada en la remodelació de sinapsis excitadores i que s'ha demostrat recentment que participa també en el procés de mort que s'indueix per reducció d'activitat en neurones granulars de cerebel madures (DeGregorio-Rocasolano et al., J.Biol..Chem., 2001, Jan 5;276 (1):796-803; Enguita et al., Mol.Pharm., 2005, 67(4):1237-46). Els resultats obtinguts són que el tratactament amb beta-amiloide de les neurones corticals en cultiu indueix un increment dels nivells de la proteïna NP1 abans de que la mort apoptòtica sigui significativa i que el silenciament de l'expressió de NP1 mitjançant la utilització d'ODNs antisentit i mitjançant ARN d'interferència bloqueja la pèrdua de sinapsis, la reducció del creixement neurític i l'apoptosi induïda pel tractament amb beta-amiloid. Aquestes dades indicarien que la NP1 és necessària per la toxicitat induïda per beta-amiloid. La sobre-expressió del transgen de NP1 induïda per la transducció amb lentivirus reprodueix els efectes tòxics de beta-amiloid. A més, trobem que la NP1 està incrementada en les neurites distròfiques en els cervells de pacients amb la malaltia d'Alzheimer esporàdica d'aparició tardana. Assaigs d' immunohistoquímica doble contra NP1 i la proteïna Tau van mostrar que la NP1 co-localitza amb els dipòsits de Tau en les neurites distròfiques. També observem que la NP1 co-localitza amb SNAP-25 (synaptosomal-associated protein of 25kDa) a la majoria de les neurites distròfiques que es troben al voltant de les plaques d'amiloid. La NP1 també es troba incrementada en els processos neuronals que estan localitzats al voltant dels dipòsits de beta-amiloid en ratolins transgènics APP/PS1 (proteïna precursora amiloidea/presenilina 1 mutants). Aquests resultats confirmen que la NP1 co-localitza amb proteïnes sinàptiques en les neurites distròfiques, y en base a això, ens vàrem preguntar si la NP1 és capaç de regular la sinaptogènesi. Utilitzant els vectors lentivirals per a silenciar l'expressió de NP1 mitjançant ARN d'interferència en les cèl·lules corticals vam veure que la reducció dels nivells de NP1 indueix un increment de sinaptofisina, proteïna pre-sinàptica associada a vesícules, i de PSD-95, proteïna de la densitat post-sinàptica de sinapsis excitadores. Vam voler estudiar el resultat funcional d'aquest increment en el nombre de sinapsis excitadores i per això vam analitzar els nivells de calci intracel·lular. Vam veure que les neurones amb NP1 silenciada presenten unes oscil·lacions majors de la concentració intracel·lular de calci respecte les neurones control, el que indicaria que el silenciamient de NP1 fa que les neurones siguin més excitables. Aquests resultats demostren que la NP1 és un factor clau en la pèrdua sinàptica, el dany neurític i la mort neuronal apoptòtica induïda per beta-amiloid i indiquen que beta-amiloid contribueix a la malaltia d'Alzheimer mitjançant la regulació de l'expressió de NP1 i que la NP1 està implicada en sinaptogènesi

Neuronal pentraxin 1 contributes to the neuronal damage evoked by amyloid-beta and is overexpressed in dystrophic neurites in alzheimer's brain

Accumulation of amyloid-beta (Abeta) is thought to play a central role in the progressive loss of synapses, the neurite damage, and the neuronal death that are characteristic in brains affected by Alzheimer's disease. However, the mechanisms through which Abeta produces such neurotoxicity remain unclear. Because Abeta depresses synaptic activity, we investigated whether the neurotoxicity of Abeta depends on the expression of NP1, a protein involved in excitatory synapse remodeling that has recently been shown to mediate neuronal death induced by reduction in neuronal activity in mature neurons. We found that treatment of cortical neurons in culture with Abeta produces a marked increase in NP1 protein that precedes apoptotic neurotoxicity. Silencing NP1 gene expression by RNA interference (short hairpin RNA for RNA interference) prevents the loss of synapses, the reduction in neurite outgrowth, and the apoptosis evoked by Abeta. Transgene overexpression of NP1 reproduced these neurotoxic effects of Abeta. Moreover, we found that NP1 was increased in dystrophic neurites of brains from patients with sporadic late-onset Alzheimer's disease. Dual immunohistochemistry for NP1 and tau showed that NP1 colocalizes with tau deposits in dystrophic neurites. Furthermore, NP1 colocalized with SNAP-25 (synaptosomal-associated protein of 25 kDa) in the majority of dystrophic neurites surrounding amyloid deposits. NP1 was also increased in cell processes surrounding amyloid plaques in the cerebral cortex and hippocampus of APP/PS1 (mutant amyloid precursor protein/presenilin 1) transgenic mice. These findings show that NP1 is a key factor for the synapse loss, the neurite damage, and the apoptotic neuronal death evoked by Abeta and indicate that Abeta contributes to the pathology of Alzheimer's disease by regulating NP1 expression

Neuronal pentraxin 1 contributes to the neuronal damage evoked by amyloid-beta and is overexpressed in dystrophic neurites in alzheimer's brain

Accumulation of amyloid-beta (Abeta) is thought to play a central role in the progressive loss of synapses, the neurite damage, and the neuronal death that are characteristic in brains affected by Alzheimer's disease. However, the mechanisms through which Abeta produces such neurotoxicity remain unclear. Because Abeta depresses synaptic activity, we investigated whether the neurotoxicity of Abeta depends on the expression of NP1, a protein involved in excitatory synapse remodeling that has recently been shown to mediate neuronal death induced by reduction in neuronal activity in mature neurons. We found that treatment of cortical neurons in culture with Abeta produces a marked increase in NP1 protein that precedes apoptotic neurotoxicity. Silencing NP1 gene expression by RNA interference (short hairpin RNA for RNA interference) prevents the loss of synapses, the reduction in neurite outgrowth, and the apoptosis evoked by Abeta. Transgene overexpression of NP1 reproduced these neurotoxic effects of Abeta. Moreover, we found that NP1 was increased in dystrophic neurites of brains from patients with sporadic late-onset Alzheimer's disease. Dual immunohistochemistry for NP1 and tau showed that NP1 colocalizes with tau deposits in dystrophic neurites. Furthermore, NP1 colocalized with SNAP-25 (synaptosomal-associated protein of 25 kDa) in the majority of dystrophic neurites surrounding amyloid deposits. NP1 was also increased in cell processes surrounding amyloid plaques in the cerebral cortex and hippocampus of APP/PS1 (mutant amyloid precursor protein/presenilin 1) transgenic mice. These findings show that NP1 is a key factor for the synapse loss, the neurite damage, and the apoptotic neuronal death evoked by Abeta and indicate that Abeta contributes to the pathology of Alzheimer's disease by regulating NP1 expression

Neuronal pentraxin 1 negatively regulates excitatory synapse density and synaptic plasticity

In mature neurons, the number of synapses is determined by a neuronal activity-dependent dynamic equilibrium between positive and negative regulatory factors. We hypothesized that neuronal pentraxin (NP1), a proapoptotic protein induced by low neuronal activity, could be a negative regulator of synapse density because it is found in dystrophic neurites in Alzheimer's disease-affected brains. Here, we report that knockdown of NP1 increases the number of excitatory synapses and neuronal excitability in cultured rat cortical neurons and enhances excitatory drive and long-term potentiation in the hippocampus of behaving mice. Moreover, we found that NP1 regulates the surface expression of the Kv7.2 subunit of the Kv7 family of potassium channels that control neuronal excitability. Furthermore, pharmacological activation of Kv7 channels prevents, whereas inhibition mimics, the increase in synaptic proteins evoked by the knockdown of NP1. These results indicate that NP1 negatively regulates excitatory synapse number by modulating neuronal excitability and show that NP1 restricts excitatory synaptic plasticity

Contemporary use of cefazolin for MSSA infective endocarditis: analysis of a national prospective cohort

Objectives: This study aimed to assess the real use of cefazolin for methicillin-susceptible Staphylococcus aureus (MSSA) infective endocarditis (IE) in the Spanish National Endocarditis Database (GAMES) and to compare it with antistaphylococcal penicillin (ASP). Methods: Prospective cohort study with retrospective analysis of a cohort of MSSA IE treated with cloxacillin and/or cefazolin. Outcomes assessed were relapse; intra-hospital, overall, and endocarditis-related mortality; and adverse events. Risk of renal toxicity with each treatment was evaluated separately. Results: We included 631 IE episodes caused by MSSA treated with cloxacillin and/or cefazolin. Antibiotic treatment was cloxacillin, cefazolin, or both in 537 (85%), 57 (9%), and 37 (6%) episodes, respectively. Patients treated with cefazolin had significantly higher rates of comorbidities (median Charlson Index 7, P <0.01) and previous renal failure (57.9%, P <0.01). Patients treated with cloxacillin presented higher rates of septic shock (25%, P = 0.033) and new-onset or worsening renal failure (47.3%, P = 0.024) with significantly higher rates of in-hospital mortality (38.5%, P = 0.017). One-year IE-related mortality and rate of relapses were similar between treatment groups. None of the treatments were identified as risk or protective factors. Conclusion: Our results suggest that cefazolin is a valuable option for the treatment of MSSA IE, without differences in 1-year mortality or relapses compared with cloxacillin, and might be considered equally effective